DE2343777A1

DE2343777A1 - Kathodenstrahl-farbbildroehre

Info

Publication number: DE2343777A1
Application number: DE19732343777
Authority: DE
Inventors: Takeo Ito; Hiroaki Komatsu; Takeshi Suzuki; Hiroshi Tanaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1974-03-14
Also published as: NL7311931A; GB1445619A; JPS4943568A; CA1086810A; FR2198259A1; US3889145A; NL172704B; IT993840B; JPS5244511B2; FR2198259B1; DE2343777B2

Description

3o. Agust 1973 71 978

Tokyo Shibaura Electric Company Limited,

72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasakl-shi, Kanagawa-ken (Japan)

Kathodenstrahl-Farbbildröhre

Diese Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Kathodenstrahl-Farbbildröhre und insbesondere auf Kathodenstrahl-Farbbildröhren, bei welchen die verbesserte Schattenmaske Durchlässe in Form von Schlitzen aufweist und der verbesserte Schirm glattrandige, kontinuierliche elementare Phosphorstreifen aufweist, welche verwendet werden, eine ausreichende Elektronenstrahl-Landungstoleranz (electron beam landing tolerance), insbesondere nahe den Rändern bzw« Ecken des Schirmes zu ergeben.

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Eine Kathodenstrahl-Farbbildröhre eines neuen Typs, "Inline"- bzwe "In-Linie"- ^Kanonen-Typ genannt, wurde entwickelt. Sie weist einen Schirm auf, welcher eine kehrzahl von Phosphor- bzw. Leuchtstoffstreifen besitzt, die durch Zwischenstreifen aus lichtabsorbierendem Material mit Abstand voneinander angeordnet sind/eine mit Schlitzen versehene Schattenmaske, angrenzend an den Sohii^a, und Slekti-onenstrahlerzeugungs- bzw. Elektronenkanonenmxttel zum Projizieren eines zentralen Strahles und eines Paares von Seitenstrahlen, welche in der gleichen ^bene angeordnet werden.

Fig. 1 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer solchen Kathodenstrahlröhre. Der Phosphor-bzwr Leuchtstoffschirm 11 ist an der inneren Oberfläche einer Stirnplatte überzogen bzw. belegt, eine Mehrzahl von elementaren Phosphorstreifen ist in zyklischer Ordnung grün, blau und rot, entsprechend 12G, 12B und 12R, angeordnetj und lichtabsorbierende Streifen 13 sind zwischen und angrenzend an die Phosphorstreifen positioniert. Die Schattenmaske lk dieser Röhre weist eine Mehrzahl von schmalen rechteckigen Öffnungen 15 auf, welche durch dünne querverlaufende Stegteilstücke l6 vertikal voneinander beabstandet sind bzw. mit Abstand angeordnet sind. Diese Stegteilstücke machen es möglich, die Maske in eine sphärische Kontur zu drücken. Die drei Elektronenkanonen 17 werden

hprizontal
/Seite an Seite in einer sogenannten In-Linie-Konfiguration

placiert.

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Dieser Typ von Röhre erzeugt bessere Farbbildqualitäten als eine herkömmliche Kathodenstrahl-Farbbildröhre, es gibt jedoch Probleme beim Herstellungsverfahren des Phosphorbzw. LeuchtstoffSchirmesο Der Phosphorschirm dieses neuen Typs einer Röhre wird durch einen photographischen Prozess

photosensitives bzw. hergestellt, wobei/lichtempfindliches Harz an der Oberfläche der Platte (panel) verwendet wird und eine lange Lichtquelle für das Projizieren heller bzw. klarer Abbilder durch die Durchlässe in der Schattenmaske hindurch auf die Oberfläche der Platte verwendet wird. Obwohl Stegteilstücke vorhanden sind, an welchen der Lichtstrahl in der Reihe von Durchlässen abgefangen wird, muß der Phosphorstreifen über die gesamte vertikale Länge des Schirmes kontinuierlich vorgesehen sein* Durch Verwendung einer langgestreckten Lichtquelle parallel zur horizontalen Achse der Röhre wird ein kontinuierliches streifenartiges Abbild in Übereinstimmung mit der gesamten Länge der Reihe von Masken erreicht. Das helle Abbild des Stegteilstückes, welches auf die Platte geworfen wird, wird durch helle Abbilder von der Lichtquelle her, welche durch andere Durchlässe hindurch kommen, überlappt.

Bei rechtwinkligen bzw. rechteckigen Kathodenstrahl-Farbbildröhren sind die an der Tafel erzeugten Streifen genügend gerade und einheitlich in der Breite an und nahe den vertikalen und horizontalen Achsen der Platte, in den Eckenbereichen der Platte werden die Streifen jedoch zickzackförmig und ungleichmäßig in der Breite. Eine solche unerwünschte Anordnung ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt.

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Es hat sich herausgestellt, daß die zickzackartige Form der Streifenabbilder in den Eckbereichen der Platte bzw» Hülle auf die Winkeldifferenz zwischen der Berührungsfläche jedes Maskendurchlasses in der Längsrichtung der Durchlaß-Reihen und der Längsachse der Lichtquelle zurückzuführen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine - «ba. Farbbildröhre vorzusehen, bei welcher diese Schwierigkeit überwunden wurde_β

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Kathodenstrahl-Farbbildröhre auf: eine gekrümmte sphärische oder zylindrische Platte, welche einen Schirm mit verschiedenen elementaren Färb- Phosphor-bzw. Leuchtstoffstreifen besitzt, die an der inneren Oberfläche davon zyklisch angeordnet sind, eine Schattenmaske nahe dem Schirm, welche im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der genannte Schirm aufweist, wobei die genannte Maske eine Anzahl von strahldurchlassenden Durchlässen aufweist, in Reihen angeordnet, wobei die Durchlässe entlang der Länge jeder der besagten Reihen durch schmale strahlabfangende Stegteilstücke voneinander separiert sind, sowie Mittel zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen, welche 'In-Linie*' angeordnet sind und auf den genannten Schirm gerichtet sind, um entsprechend auf entsprechende Phosphorstreifen aufzutreffen, wobei die genannten Phosphotstreifen und die Reihen der Durchlässe im wesentlichen gerade an und nahe der vertikalen Achse

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der Röhre vorhanden sind, in der Richtung der zentralen Achse der Röhre betrachtet, und wobei der übrige Teil der genannten Phosphorstreifen und die Reihen nach außen gekrümmt sind, und zwar in der Richtung der horizontalen Achse, wobei ihre Krümmung von der Mitte nach der Peripherie hin graduell zunimmt.

Um die Erfindung noch deutlicher zum Ausdruck zu bringen, wird sie nunmehr, lediglich beispielsweise, unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 7 der beigefügten Zeichnung erläutert.

Auf Fig. 3 Bezugnehmend, bei welcher es sich um eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht einer Kathodenstrahl-Röhre handelt, weist eine rechteckig aus-

auf ihrer inneren Oberfläche gebildete Glasplatte 31/einen elektrolumxneszierenden Schirm 32 auf, welcher alternierende iichtabsorbierende Streifen 33 und elementare Farb-Phosphorstreifen 3^» 35 und 36 besitzt, welche in einem nach außen gekrümmtem Muster bzw. Schema in einer vertikalen Richtung oder Y-Achse der Röhre angeordnet sind. Eine Schattenmaske 37 von im wesentlichen der gleichen Gestalt wie die Platte ist inseitig der Platte lokalisiert. Die Platte ist an einen Trichter bzw. Kolben 38 angepaßt bzw. damit verbunden, dadurch als evakuierbare Umhüllung der Röhre dienend. Der Kolben trägt eine Elektronenkanone 39 zum Emittieren voit Elektronen-Strahlen ^O, ^l und 42, welche in einer gemeinsamen horizon+-»len Ebene in Linie bzw. Reihe angeordnet sind-, vftlc (Ebene) die X-Achse der Röhre enthält«

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Die Schattenmaske weist eine Anzahl von kleinen rechteckigen Durchlässen 44 auf, welche in Reihen in der vertikalen oder Y-Richtung der Röhre angeordnet sind. Die Durchlässe in jeder der Reihen sind längsweis ausgerichtet, gleichwie bei einer sehr langen kontinuierlichen Öffnung der gleichen Breite, die aber in viele Durchlässe durch schmale Stegteilstücke 45, zum Beispiel von etwa 0,1 Millimeter Breite, unterteilt ist.

Bei dieser Erfindung sind die Reihen der Durchlässe in der Maske, welche an dem mittleren Bereich der Maske angeordnet sind, im wesentlichen parallel zur vertikalen Achse der Röhre vorgesehen, und der übrige Teil der genannten Reihen von Durchlässen ist transversal gekrümmt, mit einer Krümmung, welche von der Mitte der Maske her in der horizontalen oder X-Richtung der Röhre nach außen graduell zunimmt.

Die lichtabsorbierenden Streifen und die Farb-Phosphor-

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streifen werden durch ein ILiohtiflinm>lj^erfahren (light printing method) vorgesehen, wobei ein Lichtstrahl verwendet wird, welcher durch die Schattenmaske 37 hindurch geleitet wird.

Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen den Reihen von Maskendurchlässen und der langgestreckten Lichtquelle, zum Vorsehen des Schirmes verwendet. Die längliche Lichtquelle 46 ist am Ablenkungszentrum der Elektronenstrahlen

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in Stellung gebracht, wie von der Platte her in der Richtung der zentralen Achse der Röhre betrachtet. Um einen streifigen bzw, gestreiften Schirm vorzusehen, wird die Platte, mit der daran angefügten Maske 37 mit ihrer inneren Oberfläche nach unten auf den oberen .Teil einer Belichtungsbox (nicht dargestellt) zu placiert. Eine Lichtquelle, welche ein Langschlitzfenster 46 aufweist, ist am unteren Teil der Box vorgesehen, um Licht auf die innere Oberfläche der Platte durch die Maske 37 hindurch zu projizieren· Die rechteckigen Durch-

entlang

lasse der Schattenmaske sind/den 'Schnittlinien 48 angeordnet, welche hervorgerufen werden, wo eine flache Ebene 47, welche die Achse L der Lichtquelle enthält, die Schattenmaske 37 schneidet.

Fig. 5 zeigt die Schnittlinien, wie in der Richtung der zentralen Achse Z der Röhre betrachtet. Die Schnittlinien 48a an und nahe der Y-Achse der Maske sind nahezu gerade und parallel mit der Y-Achse angeordnet. Die Schnittlinien 48b, welche nahe der Ecke, von der Y-Achse weg, eitstehen, sind in der X-Achsen-Richtung nach außen gekrümmt, mit graduell zunehmender Krümmung, weil die Maske eine nach außen gekrümmte sphärische Fläche aufweist.

Die Schnittlinie 48 ist ein Bogen einer Ellipse, wenn von der Z-Achsen-Richtung her betrachtet, und wird mathematisch wie folgt ausgedrückt:

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+ (R-M)" - 2 (r-M) J H-X" VX+ Xo y

+ 2 Xo(R-M C-(R-M)+ /R²-Xo²J X + Xo² MR-M) ²-R²J = 0 ... (l) wobei X eliminiert wird durch Umwandeln (Xo- ),

Xo²y² - 2R²Xo0(+ /(R-M- /r²-Xo²)²+ Xo²|o( 2 = O

wobei R der Krümmungsradius der sphärischen Maske 37 ist, und wobei M die Distanz vom Deflexionszentrum der Elektronenstrahlen zum Zentrum der Maske ist, wie in Fig, 4 dargestellt.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung der Durchlässe 44, längs der Schnittlinien ausgerichtet, wie in den Fign. 4 und 5 dargestellt. Bei dieser Anordnung der Durchlässe wird das Licht, das von der Lichtquelle her emittiert wird, auf die innere Oberfläche der Platte längs einer flachen Ebene projiziert, welche die Schnittlinie 48 und die lange Achse L der Lichtquelle enthält.

Daher ist es unmöglich, die Nichteinheitlichkeit in der Breite der Streifenabbilder zu eliminieren, infolge der Winkeldifferenz zwischen der Tangentenfläche jedes Maskendurchlasses und der Achse L der Lichtquelle. Ein streifiger

bzw. ein Streifengitter
Schirm/an bzw. auf der Platte wird durch das oben erwähnte Lichtdruckverfahren hergestellt. Daher werden die lichtabsorbierenden Streifen und die elementaren Farbstreifen mit einem Muster vorgesehen, welches d^n Liirii <-*:n 4ΓΪ <ler Schattenmaske in Fig. 6 entspricht.

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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Maskendurchlässe gemäß der Erfindung.

Die Maske 37 weist sehr schmale Brücken-bzw. Stegteilstücke 50a auf, welche im wesentlichen parallel mit der X-Achse der Röhre vorgesehen sind, um Moire-Phänomene zu vermeiden. Die Durchlässe 52, welche an den Ecken der Maske angeordnet sind, erhalten somit eine Parallelogramm-Konfiguration.

Der elektrolumineszxerende Schirm besitzt glattrandige (smooth edges) kontinuierliche Farb-Phosphorstreifen über dem effektiven Flächenbereich des Schirmes ;. Die Röhre besitzt genügend Strahllandungstoleranz nahe den Ecken des Schirmes und weist höhere Farbbildqualitäten auf· Während bei den oben umrissenen Ausführungsformen die Kathodenstrahl-Farbbildröhre einen nach außen gekrümmten sphärischen Schirm und eine sphärische Schattenmaske besitzt, kann die Konfiguration des Schirmes und der Maske von sphärisch nach zylindrisch hin variieren.

Zusätzlich zu einer Farb-Kathodenröhre, welche einen Schirm des Typs mit lichtabsorbierenden Streifen aufweist, ist diese Erfindung auch auf andere Color-Kathodenstrahlröhr».n anwendbar, bei welchen der Schirm nur Color-Phosphorstreifen bzw. Farb-Leuchtstoffstreifen aufweist.

Patentansprüche

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Claims

3o. August 1973 71 97δ

Patentansprüche

flJ Kathodenstrahl-Farbbildröhre, gekennzeichnet durch eine gekrümmte, sphärische oder zylindrische Platte, mit einem Schirm mit verschiedenen elementaren Farb-Phosphorstreifen , an der inneren Oberfläche davon zyklisch angeordnet, eine Schattenmaske nahe dem Schirm und mit im wesentlichen der gleichen Krümmung wie der genannte Schirm, wobei die genannte Maske eine Anzahl von in Reihen angeordneten strahldurchlassenden Durchlässen aufweist, wobei die genannten Durchlässe längs der Länge jeder der besagten Reihen durch schmale strahlabfangende Stegteilstücke voneinander getrennt sind, und durch Mittel zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen, welche in Linie angeordnet sind und auf den genannten Schirm zu gerichtet sind, um entsprechend auf entsprechende Phosphor- bzw. Leuchtstoffstreifen aufzutreffen, wobei die genannten Phosphorstreifen und die Reihen der Durchlässe an und nahe der vertikalen Achse der Röhre im wesentlichen gerade angeordnet sind, wie in der Richtung der zentralen Achse der Röhre betrachtet, und der übrige Teil der genannten Phosphorstreifen und die Reihen nach außen gekrümmt sind in der Richtung der horizontalen Achse, wobei ihre Krümmung vom Zentrum her nach der Peripherie hin allmählich zunimmt.
2. Kathodenstrahl-Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzende Farb-Phosphcrstreifen bzw.

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Farb-Leuchtschxrmsubstanzstreifen an bzw. auf dein Schirm durch lichtabsorbierende Streifen separiert sind.
3. Kathodenstrahl-Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Durchlässe der Maske entlang den Linien angeordnet sind, wo flache Ebenen, welche die Deflexionsmittellxnie der Elektronenstrahlen enthalten, die Schattenmaske schneiden.
4. Kathodenstrahl-Farbbildröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche der genannten schmalen strahlabfangenden Stegteilstücke der Schattenmaske im wesentlichen parallel mit der horizontalen Achse der Röhre angeordnet sind·

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